文章里介绍的人自己没有搞清楚。他说的其实是阴极保护，就是利用比被保护材料化学性更活泼的材料进行防护，通过牺牲阴极达到防锈目的，这是一种被动防护。还可以采用主动防护，这就要靠提供外加电流的方法来进行。
阳极防护是另外一回事。有些金属在氧化后，其氧化产物结构致密，会阻止氧化继续发生，如铝。上面这种现象称为金属的钝化。阳极保护就是这样一种方法，通过外加电流保证金属外层发生氧化，形成致密的氧化膜，达到保护金属的目的。

jxuun版友：
可否请你结合施工材料和施工工艺作一个比较详细的介绍~~~~！

楼上的不好意思，我好久没来这个论坛了。具体的工艺我也不是很懂，我是因为研究斜拉索的腐蚀所以看了一下电化学方面的书籍，上面都没有介绍具体的实例。不过德国肯定在钢筋混凝土桥上干过，国内有这方面的厂家，因为我有一段时间专门查询过网络。但是具体的施工材料和施工工艺我就不清楚了。

板油们：看来，谁先抢占这个领域，必定会有大市场呀~~~~~~~~~~~~~~~~

阳极保护原理

当某种金属浸入电解质溶液时，金属表面与溶液之间就会建立起一个电位，腐蚀电化学中把这个电位称为自然腐蚀电位。不同的金属在一定溶液中的电位是不一样的。而同一种金属的电位由于其各部分之间存在着电化学中不均一性而造成不同的部位间产生一定电位差值，正是这种电位差值导致了金属在电解质溶液中的电化学腐蚀。
向浸在电解质溶液中的金属施加直流电，金属的自然腐蚀电位会发生变化，这个现象称为极化。所通电流为正电流时。金属作为阳极其电位向正方向变化的过程称作阳极极化；反之，通过的电流为负电流时，金属作为阳极其电位向负方向变化的过程称为阴极极化。

把电位与电流密度之间对应的关系画成曲线叫做极化曲线。具有钝性倾向的金属在进行阳极极化时，如果电流达到足够的数值，在金属表面上能够生成一层具有很高耐蚀性能的钝化膜而使电流减少，金属表面呈钝态。继续施较小的电流就可以维持这种钝化状态，钝态金属表面溶解量很小从而防止了金属的腐蚀，这就是阳极保护的基本原理。图2为典型的钝性金属阳极保护曲线，曲线中表现出四个特性a. 活化区（曲线中AB段）施加阳极电流时，金属表面发生如下反应：Fe-->Fe2++2e此区处于活性溶解状态，且电位越正，电流密度越大，电流密度的大小反应出腐蚀的快慢。当电流密度超过峰值点后，电流急剧下降，这个峰值点对应称为致钝电流密度，对应的电位称为致钝电位。


b. 活化—钝化区（BC段）

金属处于由活化状态向钝化状态的突变过程中，金属开始发、钝化，电流急剧下降，在金属表面可能生成二价到三价的不稳定氧化物。


c. 稳定钝化区（CD段）

不锈钢中金属元素发生氧化反应，生成高价氧化物（膜），这种氧化物溶解量很小，即腐蚀速率很低，这正是阳极保护所需要的电位控制区，对应的电流密度称为维钝电流密度，可由控制仪的输出电流反应出。


d. 过钝化区（DF段）

当电位高于稳定钝化区，电流又出现增大现象，钝化膜转化成可溶性的氧化物而遭受破坏，金属腐蚀重新加剧，这区域称为过钝化保护区。阳极保护酸冷器的工作原理是把与硫酸接触的全部表面作为阳极，另外设置一根或几根阴极，形成电流回路。向冷却器施加一定的电流，使其产生阳极极化，通过致钝电位，然后进入稳定钝化区并维持其电位在这个区域，依靠在钝化区新形成的钝化膜降低冷却器在硫酸中的腐蚀。

　采用钢结构取代钢筋混凝土或砖混结构是当代建筑业的发展趋势。当前遇到的一项技术难题是如何确保钢结构建筑，尤其是高层或大型钢结构建筑能在长期使用中不因腐蚀损坏而引发安全事故，解决钢结构建筑的长效防护问题是建筑业的百年大计，绝不能掉以轻心。腐蚀对钢结构造成的损害是极其严重的，一个小小的腐蚀坑，常会造成应力集中而引起裂纹折断，从而使整个钢结构垮塌。全球因腐蚀每年造成的经济损失高达7000亿美元，是综合自然灾害损失（包括地震、台风、水灾等损失）总和的六倍。1994年韩国发生一起公路桥坍塌事故造成多人遇难。该桥是1979年建成的，在多次检查中没有发现焊缝裂纹，但却发现桥梁竖杆断裂面有大范围的锈迹。全美国共有60万座高速公路桥，其中一半因钢铁腐蚀需修复，由此可见对大型钢结构制件的长效防护何等重要。

　　钢铁在大气中腐蚀属电化学过程，其危害性在于它是一种不均匀的破坏，损伤发生在阳极表面，一旦出现腐蚀坑，往往向纵深发展，覆盖有锈蚀产物的腐蚀坑的底部是小阳极，而暴露在大气中的金属表面是大阴极，阳极面积小，电流密度大，因此腐蚀发展快，腐蚀坑底部由于缺氧而酸化，造成自催化作用，而大大加快坑底向纵涂发展的速度，这就是所谓的闭塞电池现象，从而引起构件的应力集中，而应力集中又促使腐蚀坑底电位变负，加速腐蚀过程，这种相互反馈的连锁反应是应力腐蚀的一种形式。依靠单纯起屏蔽作用的涂层，不能有效地阻止腐蚀的发生，一旦水和氧通过漆层的孔隙（各种高分子聚合物都有孔隙）进入金属表面，锈蚀就发生。因而为了达到长效保护的目的，常采用电化学保护的方法，也就是阴极保护法。在海上使用的船只以及埋地金属管道早已采用的阴极保护法，通过外加电流或牺牲性阳极使被保护的金属成为阴极而得到保护，但是在大气环境中，由于腐蚀介质（水膜）的不连续，不能形成回路，无法应用普通电化学保护方法。只有采用具备牺牲性阳极功能的涂层，才能同样达到阴极保护的目的。

　　普通油漆只具备屏蔽功能，其保护寿命只有1-2年，锈蚀常常从漆层底下发生，并引起漆层鼓泡脱落，加上漆层都属有机物。在大气中容易老化而丧失防护性能。因此对于在大气环境中长期使用的大型钢铁构件，世界上普遍采用锌（或铝）这类金属涂层来保护，它们除了也有一定的屏蔽作用外，更主要的是阴极保护作用，但是随着锌（铝）的牺牲损耗，保护性能会逐渐下降，因此腐蚀科技界公认，采用同时兼备阴极保护、屏蔽、缓蚀三大功能（所谓缓蚀功能，是指延缓电化学的阴极或阳极过程，从而减缓涂层的牺牲损耗，减缓腐蚀，延长防护寿命），又不会老化的无机涂层是钢铁构件在大气环境中最佳的长效防护方法。其中：磷酸盐、铬酸盐和锌（铝）粉组成的无机涂层是目前世界上仅有的同时具备这样特点的涂层，SermeTel W 涂层和Dacromet涂层是这一类型涂层的典型代表，前者广泛用于航空发动机钢件防护，后者广泛用于国内外汽车行业。SermeTel W的应用使航空发动机钢件的使用寿命由几百小时延至一万多小时，消除了应力腐蚀和腐蚀疲劳的危害，自开发至今三十多年来，它是全世界航空发动机钢件防护不可替代的涂层。但由于该涂层必须烘烤，在常温下不能自干，各种大型钢铁构件无法用它来防护，因而限制了其使用范围。由我国发明的能在常温下固化适用大型钢构件防护的无机磷酸盐锌（铝）涂层，解决了美国人三十多年未能解决的难题，该发明引起美国有关方面的重视，他们对该发明作了全项性能检测分析，给予高度评价。现该项技术已在我国获三项发明专利，一项实用新型专利，经过由两位院士为首组成的专家鉴定委员会评审鉴定，确认属国内外首创、国际领先。该发明已在一些重要领域得到应用，海军三条军舰试用该涂层，在海上已航行三年效果良好。陆军水陆两栖坦克已大量采用该类涂层。

　　对于钢结构住宅来讲，四层以下的小别墅，采用镀锌彩板轻钢结构可以解决问题，但是对于不能采用轻钢的高层钢结构建筑最佳选择是磷酸盐富锌（或铝）涂层，主要理由如下：
（1）轻钢结构采用的彩板都属2mm以下的薄钢板，因此可以捲曲进行热浸镀锌（铝）和涂复涂层的流水作业，但厚（重）的钢结构不能捲曲，受尺寸影响，无法采用彩钢板的涂装工艺，而涂复磷酸盐富锌（铝）涂层就没有这一尺寸限制。

（2）该涂层防护寿命比其他涂层长得多，50μm厚的涂层，作盐雾试验长达一万多小时不锈蚀，在大气中可以达到50年以上保护钢铁不锈。

（3）涂覆工艺简便，喷、刷、滚均可，涂层能很快自干。

（4）涂前处理简便，只要将钢件表面的锈蚀除去即可涂装，该涂料还可溶解除去钢件表面已有的轻微浮锈。和热喷锌（铝）或硅酸盐富锌涂层相比，涂前处理成本降低，操作也简便得多。

（5）该涂层可以实现钢结构在工厂流水作业线上涂装。经涂覆涂层的钢件可以搬运，可在现场组装或焊接，涂层破损处很容易补涂，这是其他涂层难以办到的。

（6）涂层成本较低，涂覆50微米厚的磷酸盐富锌涂层，1公斤涂料可涂4M2，每M2消耗的涂料价格约8元，而涂覆普通油漆（厚度150-200微米）的涂料价格与此相当，实际上50微米厚的磷酸盐富锌涂层的防腐蚀性能远远超过200微米厚的普通油漆。同样面积的热喷锌（铝）的价格是磷酸富锌涂层的8倍以上。

（7）以该涂层为底涂层，可以根据需要涂覆各种颜色的面漆达到装饰效果，并提高防护性能，面漆的厚度30微米就足够了。

（8）采用该涂层后由于涂层不会老化又无锈蚀，因而能大幅度降低住宅维修费用，在长期使用中，如果表面的面漆老化退色或脱落了，但底涂层仍然完好，只需补涂面漆就行，非常简便。

（9）可以和防火涂料配套使用，可以在已涂覆磷酸盐富锌涂层后，直接涂覆防火涂层。目前市场上提供的防火涂料自身不具备防腐蚀功能，需要先涂防锈底漆，才能涂防火涂料。如果底漆因腐蚀鼓泡脱落，会将防火涂层一同剥离，丧失防火功能，因此只有防腐蚀的底涂层防护可靠才能保证防火层的可靠性。

（10）最重要的一点是能消除因腐蚀引起的钢结构住宅的安全隐患，实现确保平安的百年大计。

dtdth版友的文章，使搞钢结构的版友了解了何为“阳极保护原理”，谢谢！

但能否再对“由我国发明的能在常温下固化适用大型钢构件防护的无机磷酸盐锌（铝）涂层，解决了美国人三十多年未能解决的难题，该发明引起美国有关方面的重视，他们对该发明作了全项性能检测分析，给予高度评价。现该项技术已在我国获三项发明专利，一项实用新型专利，经过由两位院士为首组成的专家鉴定委员会评审鉴定，确认属国内外首创、国际领先。该发明已在一些重要领域得到应用，海军三条军舰试用该涂层，在海上已航行三年效果良好。陆军水陆两栖坦克已大量采用该类涂层”的这个“该类涂层”，作一个更深入的介绍。比如生产“该类涂层”的国内厂家及产品名称等等......

目前该涂料在成都天合宏业科技发展有限公司已开发出系列产品，可以满足不同钢结构防护的需求。

钢铁长效防护方法的选择

　　防止钢铁腐蚀问题，主要靠三种办法：物理屏蔽、阴极保护和化学缓蚀。各种有机涂层防止钢铁腐蚀主要是靠物理屏蔽作用。长期的防腐蚀实践证明，在重防腐蚀领域中使用的钢铁构件，仅依靠以屏蔽功能为主的涂层是很不够的。对于在各种潮湿自然环境（海水、淡水、土壤等）中长期使用的大型钢铁构件，目前世界各国通告的长效防腐蚀措施是采用有机涂层加阴极保护双重保护法。实践证明采取这一措施防止钢铁腐蚀比单纯依靠有机涂层保护有效得多。它可以防止由于涂层破损或渗漏引起的基材腐蚀但它同时也带来一些明显的负面作用，由于阴级保护常采用过负的电位引起析氢，从而会大大加剧涂层从基材上剥离的倾向（阴极剥离），并增加产生应力腐蚀断裂的危险。

　　在钢表面直接涂镀金属锌涂层或富锌涂层然后再加上适当的面涂层同样能起到阴极保护加屏蔽的双重保护效果，这时不存在过负的保护电位，因此避免了上述阴级保护存在缺陷。

　　因此世界各国都广泛彩具有采用具有阴极保护作用的牺牲性阳极涂层（主要是锌、铝涂层）作为钢铁的长效保护涂层，其中使用较多的是热喷（或浸）锌、铝（或铝锌合金）或涂覆富锌涂层等。这些涂层虽说也具有屏蔽功能，但其保护效果主要取决于锌（或铝）对钢铁所起的阴极保护作用，这类涂层基本上没有化学缓蚀剂，其保护寿命主要取新局面于涂层中锌（或铝）的牺牲损耗速度，随着使用过程中锌（或铝）的不断损耗，涂层电阻随之增大，保护作用逐步下降。

　　热喷（或浸）金属锌（或铝）成本很高，工艺难度也较大，因此大型工程使用较多的是涂覆富锌涂层，包括硅酸盐富锌涂层或环氧富锌漆。这些富锌涂层的阴极保护作用除了靠锌的负电位外，还应具有较好的导电性，其中环氧富锌涂层由于电阴较大而不能充分发挥阴极保护效果，同时还存在易老化的缺点，因此防腐寿命较短。因上述原因，人们寄希望于开发导电性和耐候性更好，不会老化的硅酸盐富锌涂层。硅酸盐富锌涂料以碱性的硅酸盐（包括硅酸钠、硅酸钾或硅酸锂等）水溶液基料或硅酸已酯醇溶液基料，配以锌粉作颜料所组成。硅酸盐富锌涂层虽然克服了环氧富锌涂层的缺点，但是用于大型钢铁构件的实际效果并不理想，究其原因如下：第一个原因是，无机硅酸盐富锌涂层涂覆前对钢铁构件表面清理要求过严。对于大型钢铁构件，实际上很难办到，导致涂层粘附不牢；第二个原因是硅酸盐富锌含沙射影层采用的是硅酸盐成膜物，其韧性较差，涂层涂厚了易龟裂剥落，不易控制施工质量；第三个原因是硅酸盐富锌涂层和面涂层的配套附着力较差，并且在使用过程中富锌涂层会产生大量锌的牺牲产物，又明显降低了配套涂层与富锌涂层的附着力，所以容易引起配套涂层鼓泡脱落，而采用无机磷酸盐（或铬酸盐）为成膜物的富锌（铝）涂层，再配上适当的面涂层可以避免上述的缺点。这种涂层除了具有极好的阴极保护功能和一定的屏蔽功能外不定期具有缓蚀功能，和单纯的锌（或铝）涂层（或硅酸盐富锌涂层）不同，在同样的腐蚀条件下，同样的时间内，后者会形成大量白色的腐蚀物层（或硅酸盐富锌含沙射影层）不同，在同样的腐蚀条件下，同样的时间内，后者会形成大量白色的腐蚀物（氢氧化锌）而前者则没有或极少（仅仅在涂层破损破损外出现少量白色产物）。这是因为磷酸盐（或铬酸盐）具有卓越的缓蚀效果，磷酸盐能阻止（或延缓）阴极过程，也能延缓阳极过程。铬酸盐使阳极常处于钝化环境中，磷酸盐（铬酸盐）富锌（铝）涂层能长期维持完好状态并有效保护钢基材。

　　在热涂锌或硅酸盐富锌涂层表面所形成的大量锌的腐蚀产物（氢氧化锌）并不都是保护钢材必须的消耗，更多的是锌自身的腐蚀所造成的，将锌或硅酸盐富锌涂层不与钢铁接触，直接浸泡于含CI的中性溶液中，它仍然会缓慢地析出氢氯，并生成氢氧化锌。一个通常都知道的实际例子可以证明这一点；电镀锌的钢片在盐雾箱中放几天就会出现白钯挂灰，同样的镀锌钢片经过铬酸盐处理后在盐雾箱中出现锌的腐蚀产物的时间将延长10倍，在这期间看不出锌层的损耗，但仍然有效地起了阴极保护作用（经铬酸盐处理过的镀锌层，仍然保护锌的负电位，而且导电良好），不使钢生锈，（即使用锐器刻破镀锌层，在刻线内仍然无锈），这说明在阴极保护系统中增加缓蚀剂的明显效果。

　　美国Diamond Shamrock 公司开发的Dacromet涂层（又称锌基铬酸盐涂层），是一种以无机铬酸盐和片状锌（铝）粉组成的烘烤型涂层，属于一种同时具有屏蔽、阴极保护和缓蚀三重功能的涂层，其防护性能是普通镀锌层的7-10倍，厚度为8μm的涂层耐盐雾试验时间通常超过1000小时，甚至可达2000小时，该涂层在国外汽车行业得到了广泛应用。

　　美国Sermatech International 公司60年代开发的代号叫SermeTel W 的烘烤型磷酸盐、铬酸盐富铝涂层也是一种同时具备屏蔽、阴极保护和缓蚀三重功能的防护涂层，在全世界所有航空发动机钢部件上广泛应用，使钢件的使用寿命由几百小时延至一万多小时，防止了应力腐蚀和腐蚀疲劳事故的发生，历经三十多年的使用考验，证明它是一种钢铁最佳的保护涂层，在盐雾试验中常可以超过5000小时，远远超过单纯的铝涂脂抹粉层也超过镉镀层。最近该公司还开发成功不含铬酸盐的磷酸盐富铝涂层，效果同样很好。

　　SermeTel W具有极好的防护效果。它的附着力、韧性、耐热性、抗氧化性、耐油性和防腐蚀能力都明显胜过上述的硅酸盐富锌涂层和期他防腐蚀涂层。虽然它和硅酸盐富锌涂层一样同属于无机涂层，但其成膜物前者的时磷酸盐而后者是硅酸盐，这是前者性能比后者优越的主要原因。众所周知，钢铁的磷化处理是钢铁件的一种表面处理技术，钢铁表和磷酸盐发生化学反应而形成的磷酸铁盐保护膜，能提高基材、底漆和面漆之间的结合力，改善涂层的配套性，同时酸性磷酸盐还能转化钢铁表面的轻锈和氧化膜。涂层中磷酸盐和铬酸盐的缓蚀作用大大增强了防腐蚀效果，并抑制了涂层的牺牲速度，从而延长了防护寿命，而硅酸盐富锌涂层则不具备这些功能。

　　SermeTel W 磷酸盐富铝涂层的主要缺点是它不像硅酸盐富锌涂层那样在室温下能自行干燥固化，它必须加热到650℉才能固化，固化后的涂层还需进行后处理（进行喷玻璃珠抛光或再加热到1000℉）才导电，才具备阴极保护功能。对于大型钢铁构件进行这样的加热和处理是非常困难的，因而限制了它的使用范围。

　　我们从研究磷酸盐防腐蚀涂层的成膜机理入手，剖析了美国SermeTel W涂层的固化机理，找到了实现常温固化的技术诀窍，从而解决了美方三十多年未能解决的难题，完成了常温固化无机磷酸盐防腐蚀涂料的重要发明。
首先简单论述一下无机磷酸盐防腐蚀涂料的成膜机理。

（1）磷酸盐自身的聚合--酸性磷酸盐也像有机聚合物一样，通过加热或者其他方法脱水而形成多聚磷酸盐，可以聚合或交联，形成复杂网状分子链。

（2）酸性磷酸盐能够和涂料中的锌粉、铝粉等金属粉末和基材钢发生化学结合，从而，使这些金属粉末和钢材牢固结合形成为膜。

（3）二、三价金属的磷酸二氢盐及酸性的多聚磷酸盐是可溶的，这种酸性磷酸盐和锌（铝）等金属粉末反应后，生成中性的不溶的磷酸盐，从而完成固化。

　　这里要解决的难题主要是，既要能完成涂料的固化，又要保持合适的适用期（Pot Life），从而能够完成涂覆操作。首先分析SermeTel W 涂层，它的固化机理是这样的；美国的SermeTel W涂料是由酸性的磷酸二氢盐、铬酸盐的水溶液和铝粉组成的。涂料中的铬酸盐对铝粉起钝化作用，因此涂料在贮存过程或者涂覆到基材上沿未烘烤前，涂料始终处于稳定状态不会固化，当将涂覆了涂层的钢材进行加热烘烤时，会发生以下的化学反应：


　　　　　　　　　

反应的结果，涂料中发生如下变化：
　　　　　　　　　　　　

　　涂料中金属正离子大量增加，H+大量减少，涂料由酸性变为中性，也就是磷酸二氢盐变为磷酸一氢盐正盐，与此同时随着加热脱水磷酸盐产生交联聚合。上述所有这些反应都是通过加热完成的，而我们的第二代无机磷酸盐防腐蚀涂料，不经过加热同样完成类似的固化过程，这是本发明在磷酸盐防腐蚀涂料领域中最重要的一个技术突破。
本发明的涂料与含有磷酸盐缓蚀颜料的某些油漆有本质的区别。本发明的涂料其主体成膜物是无机磷酸盐（涂料固化前是酸性的可溶无机磷酸盐）。在固化过程中，涂料中的磷酸盐和锌（铝）粉及钢铁基材通过化学反应紧密结合在一起，因此有极好的缓蚀颜蚀效果和较好的屏蔽功能。而现有的含磷酸盐的油漆中主体成膜物都是有机树脂，添加的磷酸盐缓蚀效果和较好的屏蔽功能。而现有的含磷酸盐的油漆中主体成膜物都是有机树脂，添加的磷酸盐缓蚀颜料都是不溶的中性磷酸正盐粉末，它非但起不到成膜剂的作用，反而常会降低涂膜的机械性能和屏蔽效果。这些粉末被有机成膜物包围着，和金属没有直接接触，涂吸收水分后，随着磷酸正盐缓慢水解而产生一定的缓蚀作用，因此缓蚀效果有限。现有的富锌涂料也未见有添加缓蚀剂的指导，因此可以说，在自干型无机涂料中只有本项发明才同时具备强大的阴极保护、化学缓蚀、屏蔽三大功能。

看了 dtdth 版友的帖子，受益匪浅！我想，搞钢结构的一定要把这个“防腐”问题搞透！

希望 dtdth 版友，对这个问题继续给大家答疑！

再次谢谢！

谢谢,我正在苦苦寻找一个水电站的隧道岩洞的装饰内钢结构的防腐技术和施工处理要求,看了这篇文章茅塞顿开.